[實用新型]可移動無線感知節點的全向太陽能供電裝置

有效

• 申請號: 201220225659.3
• 申請日: 2012-05-19
• 公開（公告）號: CN202602330U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 楊楊;孫燕
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J17/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本實用新型涉及無線傳感器網絡領域，特別涉及一種可移動無線感知節點的全向太陽能供電裝置。

背景技術

隨著物聯網信息通信與信息處理技術的快速發展，無線傳感器網絡技術在農業，軍事，環境保護等領域上的數據監測應用日益廣泛。由于無線感知節點的工作環境的特殊性，無線感知節點一般是由干電池供電，一般的干電池供電時間較短，限制了節點的應用拓展；還存在另一種情況，通過交流電源供電，但節點數目多，且節點位置會隨測量要求不斷調整，這給饋電帶來很大不便。

以往的太陽能充電技術只是提出了一種單一的太陽能充電技術，一方面沒有全向轉動的太陽能電池板固定托盤，沒有考慮太陽隨時間變化的偏轉角度，不能最大限度的利用太陽能資源。另一方面以往的設計多應用于電腦或其他個人用電器，它設計的是為蓄電池組充電，與可移動的無線感知節點模塊分離，沒有考慮感知節點由于監測需求要移動位置的要求。

發明內容

本實用新型提供一種可移動無線感知節點的全向太陽能供電裝置，通過采用太陽能充電技術，達到對專用無線傳感器節點不間斷地供電的目的。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

可移動無線感知節點的全向太陽能供電裝置，包括多晶硅太陽能電池、單片充電管理電路、聚合物鋰電池、電壓變換控制電路、無線感知節點模塊和全向轉動的太陽能電池板固定托盤；所述多晶硅太陽能電池板與單片充電管理電路連接，所述單片充電管理電路與聚合物鋰電池連接，所述聚合物鋰電池與電壓變換控制電路連接，所述電壓變換控制電路與無線感知節點模塊連接，所述多晶硅太陽能電池緊固在全向轉動的太陽能電池板固定托盤上。

其中，太陽能電池板與單片充電管理電路連接，是利用太陽能充電；單片充電管理電路與鋰電池連接，用來管理太陽能電池板對鋰電池的充電；當充電完成轉化為鋰電池對感知節點模塊的供電；對全向轉動的太陽能電池板固定托盤進行控制，可使托盤隨太陽位置的變化而偏轉相應的角度，最大限度的吸收太陽能光源。整個裝置具有一體化可移動性。

所述全向轉動的太陽能電池板固定托盤包括全向轉動臂，全向轉動臂可采用手動式或電控式。

所述無線感知節點模塊的感知類型包括溫度、濕度、壓力、光照和CO₂。

所述單片充電管理電路為cn3063芯片。

本實用新型的有益效果是：提出將太陽能轉化為化學能并能夠持續為感知節點進行供電，并可全向轉動的太陽能電池固定托盤隨著太陽位置的變化而做相應調整，從而最大限度的利用太陽能資源。與現有技術相比，本實用新型裝置能夠最大限度的利用太陽能資源；具有單片可管理穩定充電控制電路；對各類感知節點統一模塊化處理，接插式地組合各類感知應用，符合無線感知節點長期穩定的監測的能量供給需求。

附圖說明

圖1為本實用新型總體結構框圖；

圖2為本實用新型太陽能電池的充電控制管理電路圖；

圖3為太陽能電池角度全向控制結構圖；

圖4為傳感器模塊化結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖給出的實施示例對本實用新型作進一步的詳細描述。

參見圖1，總體結構框圖，太陽能電池緊固在可全向轉動的固定托盤上，可編程調節太陽能電池板與太陽的夾角；將太陽能電池輸出端（一般為4-5V）連接至專用的鋰電池充電管理電路輸入端，通過充電管理電路完成阻流、檢測和恒壓對鋰電池充電工作，當充電完成后，通過電壓變換保護電路鋰電池對無線傳感器節點供電。

參見圖2，太陽能電池的充電控制管理電路，cn3063是專為太陽能電池充電器設計的單節鋰電池充電管理芯片。芯片內部包括功率晶體管，直接對鋰電池進行恒流和恒壓充電。充電電流可以用外部電阻進行設定。內部的8位模擬-數字轉換電路，?能夠根據輸入電壓源的電流輸出能力自動調整充電電流，用戶不需要考慮最壞情況，可最大限度地利用輸入電壓源的電流輸出能力，非常適合利用太陽能電池等電流輸出能力有限的電壓源供電的鋰電池充電應用。

cn3063還包括輸入電壓過低鎖存，自動再充電，電池溫度監控以及充電狀態/充電結束狀態指示等功能。cn3063采用散熱增強型的8管腳小外形封裝(SOP8)。

參見圖3，太陽能電池角度全向控制結構是本實用新型的外部構造，包括太陽能電池板3-1、感知節點及鋰電池3-2和全向支撐轉動臂3-3。太陽能電池板全部向外裸露，通過全向支撐轉動臂3-3調節方位，以利獲取太陽能量；全向支撐轉動臂3-3可采用手動式或電控式，針對不同節點情況予以選擇。